城市供热智能化监管系统的研究及其应用分析

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:赵鲁彬
[导读] 摘要:随着经济和各行各业的快速发展,建筑物供热是一项重大的民生工程,传统的供热系统以市政集中供热为主。
        滨州热力有限公司  山东省滨州市  256600
        摘要:随着经济和各行各业的快速发展,建筑物供热是一项重大的民生工程,传统的供热系统以市政集中供热为主。集中供热需要复杂的管网,管网铺设造价高,维护困难,不易扩展容量,供热用户需要间接承担管网建设费用。市政集中供热在运行期间,一般实行两部制收费,总费用包含依据面积收取的基本费用和依据流量收取的流量费用。当单位面积平均热功耗越低,基础费用在供热总费用中占比越高,导致单位热量用热费越高,不利于先进的建筑节能技术的推广。其次,对于市政集中供热,尽管供热锅炉的热效率可高达95%,但从全系统看总体运行效率并不高。主要是因为热量在长距离传输过程中,循环泵、补水泵等设备需要耗费电能,并且供热管道中的热量损失也较为严重。
        关键词:供热;智能化监管系统;分析
        引言
        对于城市供热系统来讲,主要是将热源集中起来。利用供热管网设施,给予热能用户提供生活用热能的一种供热形式。在一定程度上讲,不仅代表着城市发展的重要标志,同时也是城市文明程度的重要体现。伴随城市供热面积的增多,以往供热监管体系不能满足时代发展需求。
        1城市供热系统面临的情况
        在目前形势下,城市供热网络具有以下两种形势。一种是一次水进行直接供热,另一种是二次水间接供热。从热源角度讲,分为锅炉高温热水,还包括电厂蒸汽这样的形式。在以往城市发展过程中,供热都是以二次水间接供热为主,但也存在部分利用一次水直接供热。对于一次蒸汽直接供热而言,进行一次水供热,结构十分简单,同时投入较低低廉。但受安全性以及使用效率等多种因素影响,存在着较多的问题,最终不得不面临着淘汰的局面。当前大部分城市供热网不会选择利用这样的方式,部分已建一次水供热网,也开始对技术进行改建,转向为他种供热方式。和一次水直接供热相比,二次水间接供热,具有较高的资金成本投入,但却拥有较高的利用效率,同时供热十分稳定,并且安全度十分高,在当前城市供热当中受到了广泛的欢迎。对于二次间接供热方式而言,具有较高的安全性,并且能够对资源进行合理利用,但在城市供热系统管理上仍然面临着一些问题,进而导致供热系统缺乏完善性。对于专业人士来讲,对换热站是十分了解的。在二次间接供热当中,占据着核心地位,并在城市供热系统当中也发挥着重要性作用。具体而言,是对锅炉当中的一次高温热水转变成二次低温热水,进而传递到用户当中的一个环节。在目前城市发展中,换热站管理存在着一些问题。之所以造成问题的发生,是由以下几点内容造成的。第一,操作人员缺乏专业性技术。第二,对于全自动操控换热站来讲,缺乏人员看守。当换热站发生问题时,不能得到及时性解决,进而错过了维修时间,最终对居民生产造成较大影响。
        2供热智能化监管系统
        2.1综合能源供热系统结构
        一个多能互补的综合能源供热系统,由多种能源、能源转换设备及储能设备组成。能源来源包括太阳能、空气能、岩石热能等可再生能源,以及来自电网与可再生资源发电所产生的电能,还包括天然气、生物质沼气等可燃气体。按照能源输入输出形式,可以将供热系统的设备分为4类。第一类是以太阳能集热器为代表的,热源来源于可再生资源,运行期间几乎无需其他类型能源的设备;第二类是以电锅炉、热泵、热干岩供热技术为代表的以电力作为输入能源的产热设备,或者以电力作为辅助能源,从其他能源(空气源、水源)获取热能的设备;第三类是以燃气热电联产机组(CHP)为代表的,以可燃气体为供给能源,可以同时发电产热的设备;第四类是以相变蓄热为代表的储热设备。


        2.2转变观念,明确精细化管理意识
        要实现供热企业的跨越发展,在企业管理上对每个工作环节及过程都要有精细意识,供热企业的管理者需要深入了解精细化管理的策略和方法,在实际管理工作中贯彻落实精细化管理理念,并使企业的员工建立精细意识和精细化管理思维,接受新的管理模式,这样才能够实现企业跨越发展的目标。转变观念,首先,要让企业各部门及所有员工了解什么是企业的精细化管理,做好精细化管理理论的宣传和培训学习,使员工积极接受精细化管理。其次,通过多种宣传途径,加强对成功企业运用精细化管理的经验案例的学习借鉴,营造推行精细化管理工作的企业氛围。尤其是企业的战略决策层,要注意从企业战略的高度上引导开展精细化管理,将其实践层层向下推进,协同各个部门共同落实精细化管理。同时,企业的战略决策层还需要建立相关利于开展精细化管理工作的制度,例如重点工作任务的发布与通报的制度等,在具体工作中帮助各下层部门解决面临的各种实际推行困难。
        2.3总体方案设计
        根据园区条件,确定选用CHP机组、气源热泵、相变蓄热罐以及电锅炉4种供热设备联合供热。CHP机组出水温度可达70~90℃,可为相变材料蓄热,但因为园区的热负荷远高于电负荷,不考虑采用CHP机组为相变装置蓄热。综合能源供热系统拟采用两种方案,下面对这两种方案进行优化计算并进行比较分析。方案一:相变蓄热罐的相变温度为83℃,采用电锅炉在谷电时段为相变储热罐蓄热,采用出水温度可达55℃的普通气源热泵;方案二:采用高温气源热泵,出水温度可达70℃,相变材料的相变温度为65℃,采用气源热泵为相变蓄热装置蓄热。
        2.4预警水锤现象
        在密闭管路系统当中,受流体流量变化,会产生一定的压力波,进而导致振动情况,这种现象称之为水锤。由于是在一定时间内造成的,因此将会具有较大的破坏性。在这段时间当中,管道流量变化,将造成管道压强和冲击,造成管道出现破裂,还会出现管线瘪塌这样的情况。在供热系统中,主要是以智能化监管系统为主,不仅能够实时监测管道内流量,针对预警水锤情况还能采取相关对策。对于停泵导致的水锤现象来讲,所谓停泵水锤,具体而言,是指发生突然断电,或者是相关原因造成的水泵停止运行。在水泵以及压力管道中,水流速发生变化,进而造成压力升降水力冲击情况。如果出现停泵水锤这样的情况,在水泵压水管路中,拥有较大的起伏,还会出现断流水锤。换言之,管路最高处中,会出现负压,如果压强值低于饱和压力。将会发生汽化,进行形成汽腔,使连续水流出现中断现象。另外,在供热系统运行过程中,管段处流量出现较大变化时,在通讯网络下,数据能够被及时反馈到监控中心。在这个过程中,监控中心会向控制点发出指令,并进行报警处理。当控制点接收到相关指令以后,及时将管道气门开启,这样才能将管道当中的空气及时排出,并减少增压泵转速,进而降低系统流量实际压力。当抢险人员到达现场以后,针对不能进行有效预警处理的水锤现象,将会依据原预案,对解决措施进行深入性研究。
        结语
        供热企业必须要寻求创新发展之路,转变发展理念,从客户服务需求出发,提高企业的长期发展能力,为收获经济与社会双重效益,提高供热能力与供热效率而不断进行企业组织管理的改革创新,确保供热稳定运行,能够降低供热系统问题发生频率。另外,也是我国向发达国家迈进的重要武器,进行深入性研究,具有一定的现实意义。
        参考文献
        [1]周志廉.关于我国城市集中供热发展的思考[J].经济丛刊,2017(1).
        [2]吕传玉.DRN节能阀在公共建筑集中供热系统中的应用[J].企业科技与发展,2018(19).
        [3]赵玉甫,王要武.城市供热可持续发展模式研究[J].土木工程学报,2016(9).
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